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Fluencia, Ciencia de los Materiales...

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FLUENCIA DEFINICIÓN Y TIPOS Fluencia: deformación plástica del material, permanente y progresiva con el tiempo bajo la acción de una carga aplicada. En materiales metálicos es un problema tecnológico en 0,4Tf. A alta T, aunque la tensión aplicada sea muy inferior al límite elástico del material, este se ira deformando. La velocidad a la que se produce la deformación por fluencia dependerá de la naturaleza y estado del material, de la carga aplicada y de la T, entre otros factores. Hay dos regímenes de fluencia, la fluencia a baja T y a alta T. FLUENCIA A BAJA T A T inferiores a 0,4Tf, la velocidad de deformación desciende rápidamente con el tiempo. La variación de la deformación total del material por fluencia es muy pequeña. 𝜀𝑡 = 𝜀0 + 𝜀𝑓 𝜀0 =Def. Instantánea. 𝜀𝑓 =Deformación por fluencia. 𝜀𝑡 = 𝛼1 ln(1 + 𝛼2𝑡) La deformación por fluencia a bajas T se produce por movimiento de dislocaciones en la red cristalina. La T contribuye en muy pequeña medida al movimiento de las dislocaciones. FLUENCIA A ALTA T Puede ser peligrosa para el material y provocar fallos en servicios. Para cualquier T superior a 0,4Tf la deformación progresa de forma continua con el tiempo y se llega al fallo por rotura. Al aumentar la tensión o la T, aumenta la deformación instantánea incial de material, aumenta la velocidad de deformación y disminuye el tiempo hsta la rotura tR.

ETAPAS DE FLUENCIA A ALTA TEMPERATURA PRIMERA ETAPA DE FLUENCIA 1

La velocidad de deformación decrece con t. 𝜀𝑡 = 𝜀0 + 𝛽 ∗ 𝑡 3 La deformación se debe al movimiento y multiplicación de dislocaciones por efecto de la activación térmica. Al aumentar el nº de dislocaciones se produce un frenado, disminuye la deformación que se produce con el tiempo. Cuanto mayor es T y/o tensión aplicada, mayor es la velocidad de deformación por fluencia y se alcanza la segunda etapa en menor t. SEGUNDA ETAPA DE FLUENCIA 𝜎 𝑛 1 𝑚

𝑄𝑐

La velocidad de deformación es mínima y cte. 𝜀 = 𝐴 ( ) ( ) 𝑒 − 𝑅𝑇 𝑑 𝐸

Hay varios mecanismos de fluencia. Pueden ser simultáneos o no. FLUENCIA POR DIFUSIÓN Niveles de tensión bajos. Gran cantidad de vacantes junto a los bordes de grano sometidos a tracción, en esas zonas disminuye la energía de activación para la formación de vacantes. Aparecen gradientes en la concentración de vacantes en el interior de los granos cristalinos. Habrá un flujo neto de vacantes y un flujo de átomos en sentido inverso. Los granos se alargan en la dirección en que actúan las tensiones de tracción. Hay 2 situaciones distintas: -0,4...